EP4330955A1 - Dispositif d'isolation acoustique d'un vitrage automobile - Google Patents

Dispositif d'isolation acoustique d'un vitrage automobile

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Publication number
EP4330955A1
EP4330955A1 EP22726496.7A EP22726496A EP4330955A1 EP 4330955 A1 EP4330955 A1 EP 4330955A1 EP 22726496 A EP22726496 A EP 22726496A EP 4330955 A1 EP4330955 A1 EP 4330955A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
thickness
plate
glazing
acoustic insulation
assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22726496.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Gary JACQUS
Volodymyr IURASOV
Sylvain BERGER
Gerald Mercier
Jean-Philippe Boure
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Sekurit France SAS
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Publication of EP4330955A1 publication Critical patent/EP4330955A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00—Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/08—Insulating elements, e.g. for sound insulation
    • B60R13/0815—Acoustic or thermal insulation of passenger compartments
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/162—Selection of materials
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/128—Vehicles
    • G10K2210/1282—Automobiles

Definitions

  • TITLE ACOUSTIC INSULATION DEVICE FOR AUTOMOTIVE GLAZING
  • the present invention relates to the sound insulation of glazing for a motor vehicle, and more particularly the sound insulation of side glazing.
  • Vehicle glazing is subject to airborne noise during use of the vehicle.
  • the transmission of this noise by the glazing degrades the acoustic comfort of a user.
  • document EP 0844075 B1 describes laminated glazing comprising two sheets of mineral glass 6, the two sheets of glass 6 being separated by a first layer of polyvinyl butyral 14 (acronym PVB), an interlayer film 15 made of acoustic acrylic polymer, and a second layer of polyvinyl butyral 14.
  • This glazing is designated by those skilled in the art by the terms “acoustic PVB glazing”.
  • Such glazing makes it possible to increase sound insulation in a frequency range between 2000 Hz and 20000 Hz.
  • such glazing entails high manufacturing costs.
  • its manufacture can be complex with regard to other known glazings.
  • such glazing is generally not chosen as the side glazing of the vehicle.
  • An object of the invention is to propose a solution to allow a glazing to present a sound insulation greater than or equal to that of a known glazing, at least in a range of audible frequencies, while limiting the costs associated with the manufacture of such glazing.
  • This object is achieved in the context of the present invention by means of a device for the sound insulation of a plate, comprising a sound insulation part and a mounting part,
  • the mounting part being configured to be mounted fixed on an edge of the plate, the mounting part being mounted fixed to the sound insulation part and having a second thickness h 2 in contact with the sound insulation part,
  • the acoustic insulation part being formed by a first material, and extending along a first length/in a first main direction, the acoustic insulation part having a first thickness hi of the first material in a perpendicular direction to the first principal direction, the first thickness hi varying, as a function of a coordinate x, along the first length / , proportionally to a value of x n , where n is a real number strictly greater than 1 , from a thickness minimum h 1min up to the second thickness h 2 , the first length / being predetermined so that the minimum thickness h 1min is less than or equal to one third of the second thickness h 2 .
  • - n is a real number greater than or equal to 5/3 and preferably greater than or equal to 2
  • - n is strictly less than 100, - the device comprises a side border, and the acoustic insulation part forms a thinning of the device from the mounting part to the side border, n preferably being a real number greater than or equal to 2, - the insulation part acoustic has at least one recess in the first material and n is preferably a real number greater than or equal to 5/3,,
  • the recess has an elliptical and preferably circular shape
  • the device comprises a viscoelastic heatsink, the heatsink being fixedly mounted in contact with at least a part of the acoustic insulation part, the heatsink being formed by a material having a first loss factor n 1 strictly greater than 0.05, in particular strictly greater than 0.10, and preferably strictly greater than 0.15, - the mounting part forms a housing capable of receiving an edge of the plate.
  • the first material has a real part E′ 1 of the first Young's modulus, a first density pi, and a first Poisson's ratio vi
  • the assembly part has a first phase velocity component yi of a wave of bending defined by the plate having a third thickness h 3 , a real part E' 2 of the second Young's modulus, a second density ⁇ 2 and a second Poisson's ratio v 2 , defining a second phase velocity component y 2 of a wave of bending defined by the difference between the first component y 1 and between the second component y 2 being less than 20% of the second component y 2 , and preferably being less than 10% of the second component y 2 .
  • the plate is a glazing.
  • the glazing comprises at least one sheet of mineral glass.
  • the glazing is laminated glazing.
  • the plate is a glazing comprising a sheet of mineral glass, and the first material of the device comprises aluminium, the second thickness being equal to the third thickness h 3 .
  • the plate is a glazing comprising a sheet of mineral glass
  • the first material of the device comprises a polymer material, the second thickness being strictly greater than the third thickness h 3 .
  • Another aspect of the invention is a method of manufacturing an assembly comprising a device according to one embodiment of the invention, and a plate having a border, the method comprising a step of fixing the mounting part on a edge of the plate.
  • FIG. 1 - Figure 1 schematically illustrates a known glazing having sound insulation properties
  • FIG. 2 schematically illustrates a section of a device according to one embodiment of the invention, in which the device has a thinning from a mounting part of the device to a side edge of the device,
  • FIG. 3 schematically illustrates a section of a device according to one embodiment of the invention, in which the device has a thinning from a mounting part of the device to a side edge of the device
  • FIG. 4 schematically illustrates a section of a device according to one embodiment of the invention, the device having a recess
  • FIG. 5 schematically illustrates a recess of a device according to one embodiment of the invention, in top view
  • FIG. 6 schematically illustrates an assembly according to one embodiment of the invention, comprising a device and a plate, the device being mounted fixed to the plate,
  • FIG. 7 schematically illustrates an assembly according to one embodiment of the invention, comprising a device and a plate, the device being mounted fixed to the plate,
  • FIG. 8 schematically illustrates a side window of a motor vehicle according to one embodiment of the invention
  • FIG. 9 schematically illustrates a side window of a motor vehicle according to one embodiment of the invention
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an average of the acceleration of known glazing and assemblies according to embodiments of the invention, as a function of the frequency of an incident acoustic wave
  • FIG. 11 is a diagram illustrating acoustic insulation of known glazing and assemblies according to embodiments of the invention.
  • the term "loss factor h" of a material means the material having a complex Young's modulus E, the ratio between the imaginary part E” of the Young's modulus of the material, associated with the elasticity of the material, and the real part E' of the Young's modulus of the material, associated with the viscosity of the material.
  • the loss factor n of a material also called “tan d”, is defined by the international standard ISO 18437-2:2005 ( Mechanical vibration and shock — Characterization of the dynamic mechanical properties of visco-elastic materials — Part 2: Resonance method, part 3.2).
  • the loss factor h can be defined for a predetermined frequency. It is meant herein by "a material has a first loss factor h greater than a value" that the material has a first loss factor h greater than the value for each of the frequencies in the audible frequency range, c' that is to say in a range of frequencies extending between 20 Hz inclusive and 20,000 Hz inclusive, and preferably between 20 Hz inclusive and 10,000 Hz inclusive.
  • the loss factor h can be defined for a predetermined temperature.
  • the temperature range considered in the present invention is between -20° C. and 60° C. It is meant herein by “a material has a first loss factor h greater than a value” that the material has a first loss factor n greater than the value for each of the temperatures between -20° C and 60° C.
  • the real part E' of the Young's modulus of a material is greater than a value
  • the real part E' of the Young's modulus of the material is greater than the real part E' of the Young's modulus of the material for each of the frequencies in the range of audible frequencies, that is to say in a range of frequencies extending between 20 Hz inclusive and 20,000 Hz inclusive, and preferably between 20 Hz inclusive and 10,000 Hz inclusive.
  • the real part E' and the imaginary part E” of the Young's modulus can be defined for a predetermined temperature.
  • the temperature range considered in the present invention is between -20° C. and 60° C.
  • the term "the real part E' of the Young's modulus of a material is greater than a value” that the material has a real part E' of the Young's modulus greater than the value for each of the temperatures between -20°C and 60°C. h greater than a value” that the material has a first loss factor n greater than the value for each of the temperatures between -20° C and 60° C.
  • a dynamic characterization of a material is carried out on a viscoanalyzer of the Metravib viscoanalyzer type, under the following measurement conditions.
  • a sinusoidal stress is applied to the material.
  • a measurement sample formed by the material to be measured consists of two rectangular parallelepipeds, each parallelepiped having a thickness of 3.31 mm, a height of 10.38 mm and a width of 6.44 mm.
  • Each parallelepiped formed by the material is also designated by the term “shear specimen”.
  • the excitation is implemented with a dynamic amplitude of 5 ⁇ m around the rest position, by traversing the range of frequencies between 5 Hz and 700 Hz, and by traversing a range of temperatures between -20° C and + 60°C.
  • the viscoanalyzer makes it possible to subject each specimen (each sample) to deformations under precise conditions of temperature and frequency, and to measure the displacements of the specimen, the forces applied to the specimen and their phase shift, which makes it possible to measure rheological quantities characterizing the material of the specimen.
  • the exploitation of the measurements makes it possible in particular to calculate the Young's modulus E of the material, and particularly the real part E' of the Young's modulus and the imaginary part E” of the Young's modulus of the material, and thus to calculate the tangent the loss angle (or loss factor) h (also denoted by tan d).
  • a value of the real part E' of the Young's modulus and/or a loss factor h of a material are measured without the material being prestressed.
  • “Glazing” is understood to mean a structure comprising at least one sheet of organic or mineral glass, preferably adapted to be mounted in a vehicle, preferably a motor vehicle.
  • the glazing may comprise a single sheet of glass or else a multilayer glazed assembly, at least one layer of which is a sheet of glass.
  • a glazing may comprise a glazed assembly.
  • the glazed assembly includes at least one sheet of glass.
  • the glass can be organic or mineral glass.
  • the glass can be tempered.
  • the glazed assembly is preferably laminated glazing.
  • “Laminated glazing” means a glazed assembly comprising at least at least two sheets of glass and an intermediate film formed of plastic material, preferably viscoelastic, separating the two sheets of glass.
  • the interlayer plastic film may comprise one or more layers of a viscoelastic polymer such as poly(vinyl butyral) (PVB) or an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA).
  • the interlayer film is preferably standard PVB or acoustic PVB (such as single-layer or three-layer acoustic PVB).
  • the acoustic PVB can comprise three layers: two external layers in standard PVB and an internal layer in PVB added with plasticizer so as to make it less rigid than the external layers.
  • ellipse is meant a closed plane curve obtained by the intersection of a cone of revolution with a plane, provided that the latter intersects the axis of rotation of the cone or of the cylinder.
  • the ellipse is a conic with an eccentricity strictly between 0 and 1.
  • the ellipse is also the locus of the points whose sum of the distances to two fixed points, called foci, is constant.
  • a device 1 for acoustic insulation of a plate 4 comprises an acoustic insulation part 2 and a mounting part 3.
  • the assembly part 3 is mounted fixed to the acoustic insulation part 2.
  • the assembly part 3 and the acoustic insulation part 2 form a single monolithic part formed from the same first material.
  • the mounting part 3 has a second thickness h 2 in contact with the acoustic insulation part 2.
  • the device 1 extends along a main direction 6.
  • the thickness of the mounting part 3 is constant and is equal to the second thickness h 2 along the main direction 6.
  • the mounting part 3 is configured to be mounted fixed on a border of the plate 4.
  • the border of the plate can be a slice of the plate 4.
  • the border of the plate can be perpendicular to the main direction 6, so that the main direction 6 is parallel to a surface along which the plate 4 extends.
  • the acoustic insulation part 2 is formed by the first material.
  • the acoustic insulation part 2 extends along a first length / according to the first main direction 6.
  • the acoustic insulation part 2 has a first thickness hi of the first material, according to a direction perpendicular to the first main direction 6.
  • the first thickness hi varies, as a function of a coordinate x, along the first length / , proportionally to a value of x n , where n is a real number strictly greater than 1 , from a minimum thickness h 1min up to 'to the second thickness h 2 , the first length / being predetermined so that the minimum thickness h 1min is less than or equal to one third of the second thickness h 2 .
  • the coordinate x is equal to zero when the thickness hi of the acoustic insulation part 2 is equal to h 2min .
  • the thickness hi of the sound insulation part 2 is equal to the thickness h 2 of the mounting part 3.
  • the device 1 makes it possible to receive the bending waves propagating from the edge of the plate 4 without reflecting them towards the plate 4.
  • the bending waves propagating, once transmitted to the device 1, first in the mounting part 3 and then in the acoustic insulation part 2.
  • the acoustic insulation part 2 prevents the reflection of bending waves in the device 1, which makes it possible to acoustically isolate plate 4 when device 1 is mounted fixed on plate 4.
  • the first thickness hi of the acoustic insulation part 2 can be defined by the following formula (1): where e is a proportionality factor.
  • the phase velocity C bi of the bending waves in the sound insulation part 2 can be defined as a function of the thickness hi(x) of the sound insulation part by the following formula (2): where E'i is the real part of Young's modulus of the first material, pi is the density of the first material, vi is the Poisson's ratio of the first material, hi(x) is the thickness of the sound insulation part at the x and w coordinate is the pulsation of the incident acoustic wave.
  • the term “acoustic black hole” designates the acoustic insulation part 2.
  • the device 1 comprises at least one acoustic black hole.
  • Device 1 can also comprise a plurality, and preferably an array, of acoustic black holes.
  • the first length / is predetermined so that the minimum thickness h 1min is less than or equal to one third of the second thickness h 2 .
  • the first length / is predetermined so that the minimum thickness h 2 min is less than or equal to one fifth of the second thickness h 2 .
  • the first length / is predetermined such that the minimum thickness h 1 min is less than or equal to one tenth of the second thickness h 2 .
  • n can be strictly less than 100, so as to avoid a reflection at the junction between the acoustic insulation part 2 and the mounting part 3.
  • the acoustic insulation part 2 can have, in a second main direction 16, a size greater than or equal to the first length / , the second main direction 16 being locally perpendicular to the first main direction 6 and perpendicular to a direction along which the thickness of the device 1 extends locally.
  • the device 1 may comprise a side edge 9, the acoustic insulation part 2 forming a thinning of the device 1 from the mounting part 3 to the lateral border 9.
  • n is a real number greater than or equal to 2.
  • the acoustic insulation part 2 thus forms a blade or an edge extending along the second main direction 16.
  • the acoustic insulation part 2 being in the second main direction 16 over a length greater than or equal to the first length /.
  • the sound insulation part 2 may have at least one recess 7.
  • n is a real number greater than or equal to 5/3.
  • the recess 7 has a minimum size W min , depending on the surface in which the plate 4 extends, greater than or equal to the first length /.
  • the recess 7 may have an elliptical shape, and preferably a circular shape.
  • An ellipse formed by the recess 7 may have a minimum radius r min .
  • the minimum radius r min of the ellipse is greater than or equal to the first length /.
  • the recess 7 can also have a square or rectangular shape. Referring to Figure 4 and Figure 5, an opening 17 can be formed in the center of the recess 7.
  • a sound insulation part 2 having the minimum thickness h 1min can be manufactured so that the minimum thickness h 1min is as close as possible to zero thickness, which makes it possible to minimize the reflection of a bending wave propagating in the device 1 and thus to increase the acoustic insulation of the plate 4.
  • the first length / is greater than the difference between the radius r or the minimum radius r min of the recess 7 and the radius of the opening.
  • the acoustic insulation part 2 can have different shapes.
  • the first material may form an edge at the lateral edge 9 of the acoustic insulation part 2.
  • the material may have a forked cut, the acoustic insulation part 2 forming two edges at the edge of the part sound insulation 2.
  • the first thickness hi can be, in this case, measured by adding the thicknesses of each of the branches of the fork.
  • the material can form a recess 7.
  • the material can also form a cavity.
  • the first thickness hi of the acoustic insulation part 2 is measured by adding the thicknesses of the material forming the cavity.
  • the acoustic insulation part 2 can also extend along a curved surface. In this case, the measurement of the first thickness hi of the acoustic insulation part 2 is implemented by measuring the thickness of the material in a direction locally perpendicular to the curved surface.
  • Viscoelastic heat sink 8 With reference to FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 4, device 1 may comprise a viscoelastic heat sink 8.
  • the heatsink 8 can be mounted fixed in contact with at least a part of the acoustic insulation zone 11.
  • the heatsink 8 can be formed by a material having a first loss factor n 2 strictly greater than 0.05, in particular strictly greater than to 0.10, and preferably strictly greater than 0.15.
  • n 2 first loss factor
  • the material of the dissipator 8 is viscoelastic, and can have a real part E′ of the Young's modulus of less than 100 MPa, and preferably less than 10 MPa.
  • the dissipator 8 can be mounted fixed on a part of the acoustic insulation zone 11 having a thickness comprised between h 1min and h 2 l2.
  • the bending waves are dissipated by the dissipator 8 at the place where they are most concentrated.
  • a part of the dissipator 8 is in contact with the acoustic insulation part 2 having the minimum thickness h 1 min .
  • the dissipator 8 can be formed by a material chosen from a silicone, a nitrile and a polyurethane.
  • the viscoelastic properties of known materials can be measured by the methods described herein.
  • the heatsink material may have a glass transition temperature of between -80°C and -50°C inclusive.
  • the heatsink material may comprise a methyl vinyl silicone (MVQ) crosslinked with benzoyl peroxide.
  • MVQ methyl vinyl silicone
  • the heatsink material can also be a porous material.
  • the loss factor of the material can also be adjusted by a tackifying agent, for example a glycerine ester, calcium carbonate or carbon nanotubes.
  • the polyurethane sealant Weberseal PU 40 (registered trademark) of the Weber brand has a loss factor n equal to 0.41 and a value of the imaginary part E′ of the Young's modulus equal to 7.2 MPa.
  • the polyurethane sealant Sikaflex PRO-11 FC (registered trademark) of the Sika brand has a loss factor 77 equal to 0.20 and a value of the imaginary part E' of the Young's modulus equal to 1.2 MPa.
  • the mounting part 3 is configured to be mounted fixed on a border 11 of the plate 4.
  • the mounting part 3 comprises a termination capable of being mounted fixed on the border 11.
  • the mounting part 3 can form a housing 10 adapted to receive the edge 11 of the plate 4.
  • the housing 10 can form a clamp configured to surround the edge 11.
  • the housing 10 can be in contact with an edge of the plate 4 and at the same time with an upper face and a lower face of the plate 4.
  • the device 1 can be mounted fixed to the plate 4 without having any degree of freedom in rotation and in translation with respect to the plate 4.
  • This configuration makes it possible to effectively transmit the bending waves from the plate 4 to the device 1.
  • a termination of the mounting part 3 can also be glued to the border 11.
  • the mounting part 3 can also be configured to be removably fixed mounted to the plate 4.
  • An assembly 13 comprises a device 1 and a plate 4 having a border 11, in which the mounting part 3 is fixedly mounted on the border 11 of the plate 4.
  • the plate 4 has a third thickness h 3 at the border 11
  • the third thickness h 3 is preferably constant in the plate 4.
  • One aspect of the invention is a method of manufacturing the assembly 13.
  • the method comprises a step of fixing the mounting part 3 to an edge of the plate 4.
  • the mounting part 3 can be recessed, clipped or removably mounted on the edge of the plate 4.
  • the assembly part 3 can also be glued on the edge of the plate 4.
  • the glue can be chosen from at least one single or multi-component structural glue, of the type epoxy, methacrylate, polyurethane, acrylic, vinyl.
  • the difference between a first phase speed C bi of the bending waves in the assembly part 3 and between a second phase speed C b2 of the bending waves in the plate 4 is less than 20% of the second speed of phase C b2 , and preferably is less than 10% of the second phase speed C b2 during the exposure of the plate 4 to an acoustic wave of determined pulsation w.
  • the first phase velocity C bi of the bending waves in the mounting part 3 is defined by the following formula (3): where w is a pulsation of the incident acoustic wave at plate 4, and gi is a first phase velocity component defined by the following formula (4): where E' 1 is the real part of the first Young's modulus of the first material, pi is a first density of the first material, and vi a first Poisson's ratio of the first material.
  • the second phase velocity C b2 of the bending waves in plate 4 is defined by the following formula (5): where w is a pulsation of the incident acoustic wave at plate 4, and y 2 is a first phase velocity component defined by the following formula (4): where E' 2 is the real part of the second Young's modulus of the material of the plate 4, ⁇ 2 is a second density of the material of the plate 4, and v 2 is a second Poisson's ratio of the material of the plate 4.
  • the relationship described above between the phase velocities of the bending waves can thus be expressed as follows: the difference between the first component yi and between the second component y 2 is less than 20% of the second component y 2 , and preferably is less than 10% of the second component y 2 .
  • the reflection a bending wave propagating from the plate 4 towards the device 1 can be limited or canceled.
  • the plate 4 is a glazing 12.
  • the machining of a glazing 12 is a complex and expensive operation. In particular, machining an acoustic black hole can be complex, especially because of the profile of the part Acoustic black hole sound insulation 2.
  • the glazing 12 comprises at least one sheet of mineral glass. Indeed, a sheet of mineral glass may be required in many types of glazing 12, although it is difficult to machine. Glazing 12 can be laminated or monolithic glazing.
  • the first material may be aluminum, and the second thickness h 2 is equal to the third thickness h 3 .
  • the real part of the Young's modulus E' 1 , the Poisson's ratio vi and the density pi of aluminum allow, with regard to the real part of the Young's modulus E' 1 , the Poisson's ratio v 2 and of the density ⁇ 2 of the mineral glass, to verify the relationship between the first component yi and the second component y 2 for a second thickness h 2 equal to a third thickness h 3 .
  • the first material may be a polymer material, preferably resin, and the second thickness h 2 is strictly greater than the third thickness h3.
  • the real part of the Young's modulus E' 1 , the Poisson's ratio vi and the density ⁇ 1 of the polymer materials allow, with regard to the real part of the Young's modulus E' 1 , the Poisson's ratio v 2 and of the density pi of the mineral glass, to verify the relationship between the first component yi and the second component Y 2 for a second thickness h 2 strictly greater than a third thickness h 3 .
  • the plate 4 can also be chosen from a ceiling and a partition, preferably a gypsum partition. Thus, it is possible to improve the acoustic insulation of a ceiling or a partition without modifying them.
  • the glazing 12 may be a side window 12 of a motor vehicle.
  • the assembly 13 comprises means for fixing to a door of the motor vehicle, so that the device 1 is arranged in the door outside the belt portion when the assembly 13 is fixed to the door.
  • the device 1 is configured to be arranged under a weatherstrip of the door.
  • the acoustic insulation part 2 can form a thinning of the device 1 from the mounting part 3 up to the side edge 9.
  • the acoustic insulation part 2 can include a network of recesses 7 in the first material.
  • FIG. 10 illustrates an average of the acceleration of a pane 12 along a direction along the thickness of the pane 12, as a function of the frequency of an acoustic wave incident on the pane 12.
  • the pane 12 is made of mineral glass.
  • the glazing 12 has a thickness equal to 4 mm, a length along the main direction 6 equal to 300 mm and a width equal to 60 mm.
  • Curve (a) illustrates an average of the acceleration of glazing 12 in the absence of device 1.
  • Curve (b) illustrates an average of the acceleration of glazing 12, glazing 12 being mounted fixed to a device 1 according to an embodiment of the invention, in resin, in the absence of heatsink 8.
  • Curve (c) illustrates an average of the acceleration of the glazing 12, the glazing 12 being mounted fixed to a device 1 according to a mode of embodiment of the invention, in resin, comprising a dissipator 8.
  • FIG. 11 illustrates a digital simulation by the finite element method of acoustic insulation of a glazing 12, as a function of the frequency of an incident acoustic wave.
  • Curve (d) illustrates acoustic insulation of laminated glazing 12, comprising a damping layer having a loss factor equal to 1%, in the absence of device 1 .
  • Curve (e) illustrates acoustic insulation of a laminated glazing 12, comprising a damping layer having a loss factor equal to 15%, in the absence of device 1.
  • Curve (f) illustrates acoustic insulation of a laminated glazing 12, comprising a damping layer having a loss factor equal to 1%, the glazing 12 being mounted fixed to a device 1 made of aluminium.
  • Curve (g) illustrates an acoustic insulation of a laminated glazing 12, comprising a damping layer having a loss factor equal to 1%, the glazing 12 being mounted fixed to a device 1 made of resin.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif pour l'isolation acoustique d'une plaque, préférentiellement d'un vitrage automobile, comprenant une partie d'isolation acoustique et une partie de montage, la partie de montage étant configurée pour être montée fixe sur une bordure de la plaque, la partie de montage étant montée fixe à la partie d'isolation acoustique, la partie d'isolation acoustique comprenant un trou noir acoustique.

Description

DESCRIPTION
TITRE : DISPOSITIF D'ISOLATION ACOUSTIQUE D'UN VITRAGE AUTOMOBILE
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne l'isolement acoustique d'un vitrage pour un véhicule automobile, et plus particulièrement l'isolation acoustique d'un vitrage latéral.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Un vitrage de véhicule est soumis au bruit aérien pendant l'utilisation du véhicule. La transmission de ce bruit par le vitrage dégrade le confort acoustique d'un utilisateur.
Il est connu d'augmenter la masse surfacique du vitrage en augmentant son épaisseur pour améliorer l'isolation acoustique du vitrage.
Toutefois, un tel vitrage ne permet pas d'augmenter efficacement l'isolement acoustique pour des fréquences supérieures à 2000 hertz. En effet, la coïncidence entre la fréquence d'une onde acoustique incidente et la fréquence des ondes de flexion dans le vitrage entraîne une diminution de l'isolement acoustique pour cette gamme de fréquences. De plus, la conception d'un véhicule automobile impose un allègement des différents composants du véhicule, de manière à diminuer la consommation énergétique du véhicule et le rejet des émissions de CO2 lors de l'utilisation du véhicule.
En référence à la figure 1 , le document EP 0844075 B1 décrit un vitrage feuilleté comprenant deux feuilles de verre 6 minéral, les deux feuilles de verre 6 étant séparées par une première couche de polyvinylbutyral 14 (d'acronyme PVB), un film intercalaire 15 en polymère acrylique acoustique, et une deuxième couche de polyvinylbutyral 14. Ce vitrage est désigné par l'homme du métier par les termes “vitrage PVB acoustique”. Un tel vitrage permet d'augmenter l'isolement acoustique dans une gamme de fréquences comprises entre 2000 Hz et 20000 Hz. Toutefois, un tel vitrage entraîne des coûts de fabrication élevés. De plus, sa fabrication peut être complexe au regard des autres vitrages connus. Ainsi, un tel vitrage n'est généralement pas choisi comme vitrage latéral du véhicule. EXPOSE DE L'INVENTION
Un but de l'invention est de proposer une solution pour permettre à un vitrage de présenter une isolation acoustique supérieure ou égale à celle d'un vitrage connu, au moins dans une gamme de fréquences audibles, tout en limitant les coûts associés à la fabrication d'un tel vitrage. Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un dispositif pour l'isolation acoustique d'une plaque, comprenant une partie d'isolation acoustique et une partie de montage,
- la partie de montage étant configurée pour être montée fixe sur une bordure de la plaque, la partie de montage étant montée fixe à la partie d'isolation acoustique et présentant une deuxième épaisseur h2 en contact avec la partie d'isolation acoustique,
- la partie d'isolation acoustique étant formée par un premier matériau, et s'étendant le long d'une première longueur / selon une première direction principale, la partie d'isolation acoustique présentant une première épaisseur hi du premier matériau selon une direction perpendiculaire à la première direction principale, la première épaisseur hi variant, en fonction d'une coordonnée x, le long de la première longueur /, proportionnellement à une valeur de xn, où n est un nombre réel strictement supérieur à 1 , depuis une épaisseur minimale h1min jusqu'à la deuxième épaisseur h2, la première longueur / étant prédéterminée de sorte que l'épaisseur minimale h1min soit inférieure ou égale à un tiers de la deuxième épaisseur h2.
La présente invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises individuellement ou en l'une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles : - n est un nombre réel supérieur ou égal 5/3 et préférentiellement supérieur ou égal à 2,
- n est strictement inférieur à 100, - le dispositif comprend une bordure latérale, et la partie d'isolation acoustique forme un amincissement du dispositif depuis la partie de montage jusqu'à la bordure latérale, n étant préférentiellement un nombre réel supérieur ou égal à 2, - la partie d'isolation acoustique présente au moins un évidement dans le premier matériau et n est préférentiellement un nombre réel supérieur ou égal à 5/3,,
- l'évidement présente une forme elliptique et préférentiellement circulaire,
- un ajour est formé au centre de l'évidement, - le dispositif comprend un dissipateur viscoélastique, le dissipateur étant monté fixe en contact avec au moins une partie de la partie d'isolation acoustique, le dissipateur étant formé par un matériau présentant un premier facteur de perte n1 strictement supérieur à 0,05, notamment strictement supérieur à 0,10, et préférentiellement strictement supérieur à 0,15, - la partie de montage forme un logement apte à recevoir une bordure de la plaque.
Un autre aspect de l'invention est un ensemble comprenant un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention, et une plaque présentant une bordure, la partie de montage étant montée fixe sur la bordure de la plaque. Avantageusement, le premier matériau présente une partie réelle E'1 du premier module d'Young, une première densité pi, et un premier coefficient de poisson vi, et la partie de montage présente une première composante yi de vitesse de phase d'une onde de flexion définie par la plaque présentant une troisième épaisseur h3, une partie réelle E'2 du deuxième module d'Young, une deuxième densité ρ2 et un deuxième coefficient de poisson v2, définissant une deuxième composante y2 de vitesse de phase d'une onde de flexion définie par la différence entre la première composante y1 et entre la deuxième composante y2 étant inférieure à 20% de la deuxième composante y2, et préférentiellement étant inférieure à 10% de la deuxième composante y2. Avantageusement, la plaque est un vitrage.
Avantageusement, le vitrage comprend au moins une feuille de verre minéral. Avantageusement, le vitrage est un vitrage feuilleté.
Avantageusement, la plaque est un vitrage comprenant une feuille de verre minéral, et le premier matériau du dispositif comprend de l'aluminium, la deuxième épaisseur étant égale à la troisième épaisseur h3.
Avantageusement, la plaque est un vitrage comprenant une feuille de verre minéral, et le premier matériau du dispositif comprend un matériau polymère, la deuxième épaisseur étant strictement supérieure à la troisième épaisseur h3.
Un autre aspect de l'invention est un procédé de fabrication d'un ensemble comprenant un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention, et une plaque présentant une bordure, le procédé comprenant une étape de fixation de la partie de montage sur une bordure de la plaque.
DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
[Fig. 1] - la figure 1 illustre schématiquement un vitrage connu présentant des propriétés d'isolation acoustique,
[Fig. 2] - la figure 2 illustre schématiquement une coupe d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention, dans lequel le dispositif présente un amincissement depuis une partie de montage du dispositif jusqu'à une bordure latérale du dispositif,
[Fig. 3] - la figure 3 illustre schématiquement une coupe d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention, dans lequel le dispositif présente un amincissement depuis une partie de montage du dispositif jusqu'à une bordure latérale du dispositif, [Fig. 4] - la figure 4 illustre schématiquement une coupe d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif présentant un évidement,
[Fig. 5] - la figure 5 illustre schématiquement un évidement d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention, en vue de dessus, [Fig. 6] - la figure 6 illustre schématiquement un ensemble selon un mode de réalisation de l'invention, comprenant un dispositif et une plaque, le dispositif étant monté fixe à la plaque,
[Fig. 7] - la figure 7 illustre schématiquement un ensemble selon un mode de réalisation de l'invention, comprenant un dispositif et une plaque, le dispositif étant monté fixe à la plaque,
[Fig. 8] - la figure 8 illustre schématiquement un vitrage latéral d'un véhicule automobile selon un mode de réalisation de l'invention,
[Fig. 9] - la figure 9 illustre schématiquement un vitrage latéral d'un véhicule automobile selon un mode de réalisation de l'invention, [Fig. 10] - la figure 10 est un diagramme illustrant une moyenne de l'accélération de vitrages connus et d'ensembles selon des modes de réalisation de l'invention, en fonction de la fréquence d'une onde acoustique incidente,
[Fig. 11] - la figure 11 est un diagramme illustrant un isolement acoustique d'un vitrage connu et d'ensembles selon des modes de réalisation de l'invention.
Sur l'ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques. DEFINITIONS
On entend par « facteur de perte h » d'un matériau, le matériau présentant un module d'Young E complexe, le rapport entre la partie imaginaire E” du module d'Young du matériau, associée à l'élasticité du matériau, et la partie réelle E' du module d'Young du matériau, associée à la viscosité du matériau. Le facteur de perte n d'un matériau, également désigné « tan d », est défini par la norme internationale ISO 18437-2:2005 ( Mechanical vibration and shock — Characterization of the dynamic mechanical properties of visco-elastic materials — Part 2 : Résonance method, partie 3.2).
Préférentiellement, le facteur de perte h peut être défini pour une fréquence prédéterminée. On entend, dans la présente, par « un matériau présente un premier facteur de perte h supérieur à une valeur » que le matériau présente un premier facteur de perte h supérieur à la valeur pour chacune des fréquences dans la gamme de fréquences audibles, c'est-à-dire dans une gamme de fréquences s'étendant entre 20 Hz inclus et 20 000 Hz inclus, et préférentiellement entre 20 Hz inclus et 10 000 Hz inclus.
Le facteur de perte h peut être défini pour une température prédéterminée. La gamme de température considérée dans la présente invention est comprise entre -20° C et 60° C. On entend, dans la présente, par « un matériau présente un premier facteur de perte h supérieur à une valeur » que le matériau présente un premier facteur de perte n supérieur à la valeur pour chacune des températures comprises entre -20° C et 60° C.
On entend par « la partie réelle E' du module d'Young d'un matériau est supérieure à une valeur» que la partie réelle E' du module d'Young du matériau est supérieure la partie réelle E' du module d'Young du matériau pour chacune des fréquences dans la gamme de fréquences audibles, c'est-à-dire dans une gamme de fréquences s'étendant entre 20 Hz inclus et 20 000 Hz inclus, et préférentiellement entre 20 Hz inclus et 10 000 Hz inclus.
La partie réelle E' et la partie imaginaire E” du module d'Young peuvent être définies pour une température prédéterminée. La gamme de température considérée dans la présente invention est comprise entre -20° C et 60° C. On entend, dans la présente, par « la partie réelle E' du module d'Young d'un matériau est supérieure à une valeur » que le matériau présente une partie réelle E' du module d'Young supérieure à la valeur pour chacune des températures comprises entre -20° C et 60° C. On entend, dans la présente, par « un matériau présente un premier facteur de perte h supérieur à une valeur » que le matériau présente un premier facteur de perte n supérieur à la valeur pour chacune des températures comprises entre -20° C et 60° C. Une caractérisation dynamique d'un matériau est réalisée sur un viscoanalyseur du type viscoanalyseur Metravib, dans les conditions de mesures suivantes. Une sollicitation sinusoïdale est appliquée au matériau. Un échantillon de mesure formé par le matériau à mesurer est constitué de deux parallélépipèdes rectangles, chaque parallélépipède présentant une épaisseur de 3,31 mm, une hauteur de 10,38 mm et une largeur de 6,44 mm. Chaque parallélépipède formé par le matériau est également désigné par le terme « éprouvette » de cisaillement. L'excitation est mise en oeuvre avec une amplitude dynamique de 5 μm autour de la position de repos, en parcourant la gamme des fréquences comprises entre 5 Hz et 700 Hz, et en parcourant une gamme de températures comprises entre -20° C et +60° C.
Le viscoanalyseur permet de soumettre à chaque éprouvette (chaque échantillon) des déformations dans des conditions précises de température et de fréquence, et de mesurer les déplacements de l'éprouvette, les forces appliquées à l'éprouvette et leur déphasage, ce qui permet de mesurer des grandeurs rhéologiques caractérisant le matériau de l'éprouvette.
L'exploitation des mesures permet notamment de calculer le module d'Young E du matériau, et particulièrement la partie réelle E' du module d'Young et la partie imaginaire E” du module d'Young du matériau, et ainsi de calculer la tangente de l'angle de perte (ou facteur de perte) h (également désigné par tan d).
Une valeur de la partie réelle E' du module d'Young et/ou un facteur de perte h d'un matériau sont mesurés sans que le matériau soit précontraint.
On entend par « vitrage » une structure comprenant au moins une feuille de verre organique ou minérale, préférentiellement adaptée à être montée dans un véhicule, préférentiellement un véhicule automobile.
Le vitrage peut comprendre une feuille de verre simple ou bien un ensemble vitré multicouche dont au moins une couche est une feuille de verre.
Un vitrage peut comprendre un ensemble vitré. L'ensemble vitré comprend au moins une feuille de verre. Le verre peut être du verre organique ou minéral. Le verre peut être trempé. L'ensemble vitré est de préférence un vitrage feuilleté. On entend par « vitrage feuilleté » un ensemble vitré comprenant au moins deux feuilles de verre et un film intercalaire formé en matière plastique, préférentiellement viscoélastique, séparant les deux feuilles de verre. Le film intercalaire en matière plastique peut comprendre une ou plusieurs couches, d'un polymère viscoélastique tel que le poly(butyral de vinyle) (PVB) ou un copolymère éthylène-acétate de vinyle (EVA). Le film intercalaire est de préférence en PVB standard ou en PVB acoustique (tel que le PVB acoustique mono-couche ou tri-couche). Le PVB acoustique peut comprendre trois couches : deux couches externes en PVB standard et une couche interne en PVB additionné de plastifiant de manière à la rendre moins rigide que les couches externes.
On entend par “ellipse” une courbe plane fermée obtenue par l'intersection d'un cône de révolution avec un plan, à condition que celui-ci coupe l'axe de rotation du cône ou du cylindre. L'ellipse est une conique d'excentricité strictement comprise entre 0 et 1. L'ellipse est également le lieu des points dont la somme des distances à deux points fixes, dits foyers, est constante.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Architecture générale et éléments théoriques
En référence à la figure 2, à la figure 3, et à la figure 4, un dispositif 1 pour l'isolation acoustique d'une plaque 4 comprend une partie d'isolation acoustique 2 et une partie de montage 3.
La partie de montage 3 est montée fixe à la partie d'isolation acoustique 2. De préférence, la partie de montage 3 et la partie d'isolation acoustique 2 forment une seule pièce monolithique formée dans un même premier matériau. La partie de montage 3 présente une deuxième épaisseur h2 en contact avec la partie d'isolation acoustique 2. Le dispositif 1 s'étend selon une direction principale 6. De préférence, l'épaisseur de la partie de montage 3 est constante et est égale à la deuxième épaisseur h2 le long de la direction principale 6. La partie de montage 3 est configurée pour être montée fixe sur une bordure de la plaque 4. La bordure de la plaque peut être une tranche de la plaque 4. La bordure de la plaque peut être perpendiculaire à la direction principale 6, de sorte que la direction principale 6 est parallèle à une surface selon laquelle s'étend la plaque 4.
La partie d'isolation acoustique 2 est formée par le premier matériau. La partie d'isolation acoustique 2 s'étend le long d'une première longueur / selon la première direction principale 6. La partie d'isolation acoustique 2 présente une première épaisseur hi du premier matériau, selon une direction perpendiculaire à la première direction principale 6. La première épaisseur hi varie, en fonction d'une coordonnée x, le long de la première longueur /, proportionnellement à une valeur de xn, où n est un nombre réel strictement supérieur à 1 , depuis une épaisseur minimale h1min jusqu'à la deuxième épaisseur h2, la première longueur / étant prédéterminée de sorte que l'épaisseur minimale h1min soit inférieure ou égale à un tiers de la deuxième épaisseur h2. La coordonnée x est égale à zéro quand l'épaisseur hi de la partie d'isolation acoustique 2 est égale à h2min. Quand la coordonnée x est égale à la première longueur /, l'épaisseur hi de la partie d'isolation acoustique 2 est égale à l'épaisseur h2 de la partie de montage 3.
Ainsi, le dispositif 1 permet de recevoir les ondes en flexions se propageant depuis la bordure de la plaque 4 sans les réfléchir vers la plaque 4. Lorsque la plaque 4 est exposée à une onde acoustique incidente, les ondes en flexion se propageant, une fois transmises au dispositif 1 , d'abord dans la partie de montage 3 puis dans la partie d'isolation acoustique 2. La partie d'isolation 2 acoustique empêche la réflexion des ondes de flexion dans le dispositif 1 , ce qui permet d'isoler acoustiquement la plaque 4 lorsque le dispositif 1 est monté fixe sur la plaque 4.
En effet, comme décrit dans le document Mironov et al. (Mironov, M. A. ,1988, “Propagation of a flexural wave in a plate whose thickness decreases smoothly to zéro in a finite interval”, Soviet Physics Acoustics-USSR, 34(3), 318-319), une diminution de l'épaisseur d'une plaque mince sur ses bords peut rendre les bords non réfléchissants pour des ondes de flexion dans le matériau de la plaque, quand la diminution suit une loi de puissance, de sorte que l'épaisseur h de la plaque est proportionnelle à xn, où n est un nombre réel strictement supérieur à 1 . La première épaisseur hi de la partie d'isolation acoustique 2 peut être définie par la formule (1 ) suivante : où e est un facteur de proportionnalité. La vitesse de phase Cbi des ondes de flexion dans la partie d'isolation acoustique 2 peut être définie en fonction de l'épaisseur hi(x) de la partie d'isolation acoustique par la formule (2) suivante : où E'i est la partie réelle du module d'Young du premier matériau, pi est la densité du premier matériau, vi est le coefficient de poisson du premier matériau, hi(x) est l'épaisseur de la partie d'isolation acoustique à la coordonnée x et w est la pulsation de l'onde acoustique incidente.
A partir de la vitesse de phase Cbi dans la partie d'isolation acoustique 2, on peut calculer un temps de transit d'une onde de flexion se propageant dans la zone d'isolation acoustique 11. Quand l'épaisseur h1min tend vers une épaisseur nulle, le temps de transit tend vers l'infini. Ainsi, l'onde de flexion incidente n'est pas réfléchie par la partie d'isolation acoustique 2, ce qui permet augmenter l'isolation acoustique de la plaque 4.
On désigne par le terme “trou noir acoustique” la partie d'isolation acoustique 2. Le dispositif 1 comprend au moins un trou noir acoustique. Le dispositif 1 peut également comprendre une pluralité, et de préférence un réseau, de trous noirs acoustiques.
En pratique, il n'est pas possible de fabriquer une épaisseur h1min nulle. Les inventeurs ont découvert que l'effet d'isolation acoustique apparaît lorsque la première longueur / est prédéterminée de sorte que l'épaisseur minimale h1min est inférieure ou égale à un tiers de la deuxième épaisseur h2. Notamment, la première longueur / est prédéterminée de sorte que l'épaisseur minimale h2min est inférieure ou égale à un cinquième de la deuxième épaisseur h2. De manière plus préférentielle, la première longueur / est prédéterminée de sorte que l'épaisseur minimale h1min est inférieure ou égale à un dixième de la deuxième épaisseur h2.
Les inventeurs ont également découvert que l'effet d'isolation acoustique apparaît pour n strictement supérieur à 1 , notamment supérieur ou égal à 5/3, et préférentiellement supérieur ou égal à 2. De plus, n peut être strictement inférieur à 100, de sorte à éviter une réflexion à la jonction entre la partie d'isolation acoustique 2 et la partie de montage 3. La partie d'isolation acoustique 2 peut présenter, selon une deuxième direction principale 16, une taille supérieure ou égale à la première longueur /, la deuxième direction principale 16 étant perpendiculaire localement à la première direction principale 6 et perpendiculaire à une direction selon laquelle s'étend localement l'épaisseur du dispositif 1.
Partie d'isolation acoustique 2 En référence à la figure 2 et la figure 3, le dispositif 1 peut comprendre une bordure latérale 9, la partie d'isolation acoustique 2 formant un amincissement du dispositif 1 depuis la partie de montage 3 jusqu'à la bordure latérale 9. Préférentiellement, n est un nombre réel supérieur ou égal à 2. La partie d'isolation acoustique 2 forme ainsi une lame ou une arête s'étendant selon la deuxième direction principale 16. Ainsi, il est possible de faciliter la fabrication du dispositif 1 , tout en permettant l'isolation acoustique d'une plaque 4. De préférence, la partie d'isolation acoustique 2 s'étant selon la deuxième direction principale 16 sur une longueur supérieure ou égale la première longueur /. En référence à la figure 4, la partie d'isolation acoustique 2 peut présenter au moins un évidement 7. Préférentiellement, n est un nombre réel supérieur ou égal à 5/3. De préférence, l'évidement 7 présente une taille minimale Wmin, selon la surface dans laquelle s'étend la plaque 4, supérieure ou égale à la première longueur /. L'évidement 7 peut présenter une forme elliptique, et préférentiellement une forme circulaire. Une ellipse formée par l'évidement 7 peut présenter un rayon minimum rmin. De préférence, le rayon minimum rmin de l'ellipse est supérieur ou égal à la première longueur /. L'évidement 7 peut également présenter une forme carrée ou rectangulaire. En référence à la figure 4 et à la figure 5, un ajour 17 peut être formé au centre de l'évidement 7. Ainsi, une partie d'isolation acoustique 2 présentant l'épaisseur minimale h1min peut être fabriquée de sorte que l'épaisseur minimale h1min est la plus proche possible d'une épaisseur nulle, ce qui permet de minimiser la réflexion d'une onde de flexion se propageant dans le dispositif 1 et ainsi d'augmenter l'isolement acoustique de la plaque 4. De préférence, lorsque l'évidement présente une forme elliptique, la première longueur / est supérieure à la différence entre le rayon r ou le rayon minimum rmin de l'évidement 7 et le rayon de l'ajour. La partie d'isolation acoustique 2 peut présenter différentes formes. Le premier matériau peut former une arête à la bordure latérale 9 de la partie d'isolation acoustique 2. En variante, le matériau peut présenter une coupe en forme de fourche, la partie d'isolation acoustique 2 formant deux arêtes en bordure de la partie d'isolation acoustique 2. La première épaisseur hi peut être, dans ce cas, mesurée en additionnant les épaisseurs de chacune des branches de la fourche. Le matériau peut former un évidement 7. Le matériau peut également former une cavité. Dans ce cas, la première épaisseur hi de la partie d'isolation acoustique 2 est mesurée en additionnant les épaisseurs du matériau formant la cavité. La partie d'isolation acoustique 2 peut également s'étendre selon une surface courbe. Dans ce cas, la mesure de la première épaisseur hi de la partie d'isolation acoustique 2 est mise en oeuvre en mesurant l'épaisseur du matériau selon une direction localement perpendiculaire à la surface courbe.
Dissipateur 8 viscoéiastique En référence à la figure 2, à la figure 3 et à la figure 4, le dispositif 1 peut comprendre un dissipateur 8 viscoéiastique. Le dissipateur 8 peut être monté fixe en contact avec au moins une partie de la zone d'isolation acoustique 11. Le dissipateur 8 peut être formé par un matériau présentant un premier facteur de perte n2 strictement supérieur à 0,05, notamment strictement supérieur à 0,10, et préférentiellement strictement supérieur à 0,15. Ainsi, l'énergie concentrée dans une zone d'isolation acoustique 11 par des ondes de flexions incidentes est dissipée de manière visqueuse, ce qui permet de diminuer la réflexion d'une onde de flexion dans le dispositif 1 et ainsi d'éviter l'émission d'ondes de flexion dans la plaque 4 par réflexion dans le dispositif 1. Le matériau du dissipateur 8 est viscoélastique, et peut présenter une partie réelle E' du module d'Young inférieure à 100 MPa, et préférentiellement inférieure à 10 MPa.
En référence à la figure 2, la figure 3 et la figure 4, le dissipateur 8 peut être monté fixe sur une partie de la zone d'isolation acoustique 11 présentant une épaisseur comprise entre h1min et h2l2. Ainsi, les ondes de flexion sont dissipées par le dissipateur 8 à l'endroit où elles sont le plus concentrées. De préférence, une partie du dissipateur 8 est en contact avec la partie d'isolation acoustique 2 présentant l'épaisseur minimale h1min.
Le dissipateur 8 peut être formé par un matériau choisi parmi une silicone, un nitrile et un polyuréthane. Les propriétés viscoélastiques des matériaux connus peuvent être mesurées par les méthodes décrites dans la présente. Le matériau du dissipateur peut présenter une température de transition vitreuse comprise entre -80° C et -50° C inclus. Par exemple, le matériau du dissipateur peut comprendre une silicone méthyle vinyle (MVQ) réticulée par un peroxyde de benzoyle. Le matériau du dissipateur peut également être un matériau poreux. Le facteur de perte du matériau peut également être ajusté par un agent tackifiant, par exemple un ester de glycérine, du carbonate de calcium ou des nanotubes de carbone. Par exemple, le mastic en polyuréthane Weberseal PU 40 (marque déposée) de la marque Weber présente un facteur de perte n égal à 0,41 et une valeur de la partie imaginaire E' du module d'Young égale à 7,2 MPa. Par exemple, le mastic en polyuréthane Sikaflex PRO-11 FC (marque déposée) de la marque Sika présente un facteur de perte 77 égal à 0,20 et une valeur de la partie imaginaire E' du module d'Young égale à 1 ,2 MPa.
Partie de montage 3
En référence à la figure 6 et à la figure 7, la partie de montage 3 est configurée pour être montée fixe sur une bordure 11 de la plaque 4. La partie de montage 3 comprend une terminaison apte à être montée fixe sur la bordure 11.
La partie de montage 3 peut former un logement 10 apte à recevoir la bordure 11 de la plaque 4. Le logement 10 peut former une pince configurée pour entourer la bordure 11. Ainsi, le logement 10 peut être en contact avec une tranche de la plaque 4 et en même temps avec une face supérieure et une face inférieure de la plaque 4. Ainsi, le dispositif 1 peut être monté fixe à la plaque 4 sans présenter de degré de liberté en rotation et en translation au regard de la plaque 4. Cette configuration permet de transmettre efficacement les ondes de flexion depuis la plaque 4 au dispositif 1. Une terminaison de la partie de montage 3 peut également être collée à la bordure 11. La partie de montage 3 peut également être configurée pour être montée fixe de manière amovible à la plaque 4.
Ensemble 13
Un ensemble 13 comprend un dispositif 1 et une plaque 4 présentant une bordure 11 , dans lequel la partie de montage 3 est montée fixe sur la bordure 11 de la plaque 4. La plaque 4 présente un présente une troisième épaisseur h3 à la bordure 11. La troisième épaisseur h3 est de préférence constante dans la plaque 4.
Un aspect de l'invention est un procédé de fabrication de l'ensemble 13. Le procédé comprend une étape de fixation de la partie de montage 3 sur une bordure de la plaque 4. De préférence, la partie de montage 3 peut être encastrée, clipsée ou montée de manière amovible sur la bordure de la plaque 4. La partie de montage 3 peut également être collée sur la bordure de la plaque 4. La colle peut être choisie parmi au moins une colle structurale mono ou multi-composants, de type époxy, méthacrylate, polyuréthane, acrylique, vinylique. De préférence, la différence entre une première vitesse de phase Cbi des ondes de flexion dans la partie de montage 3 et entre une deuxième vitesse de phase Cb2 des ondes de flexion dans la plaque 4 est inférieure à 20% de la deuxième vitesse de phase Cb2, et préférentiellement est inférieure à 10% de la deuxième vitesse de phase Cb2 lors de l'exposition de la plaque 4 à une onde acoustique de pulsation w déterminée.
La première vitesse de phase Cbi des ondes de flexion dans la partie de montage 3 est définie par la formule (3) suivante : où w est une pulsation de l'onde acoustique incidente à la plaque 4, et gi est une première composante de vitesse de phase définie par la formule (4) suivante : où E'1 est la partie réelle du premier module d'Young du premier matériau, pi est une première densité du premier matériau, et vi un premier coefficient de poisson du premier matériau.
La deuxième vitesse de phase Cb2 des ondes de flexion dans la plaque 4 est définie par la formule (5) suivante : où w est une pulsation de l'onde acoustique incidente à la plaque 4, et y2 est une première composante de vitesse de phase définie par la formule (4) suivante : où E'2 est la partie réelle du deuxième module d'Young du matériau de la plaque 4, ρ2 est une deuxième densité du matériau de la plaque 4, et v2 est un deuxième coefficient de poisson du matériau de la plaque 4.
La relation décrite précédemment entre les vitesses de phase des ondes de flexion peut ainsi s'exprimer de la manière suivante : la différence entre la première composante yi et entre la deuxième composante y2 est inférieure à 20% de la deuxième composante y2, et préférentiellement est inférieure à 10% de la deuxième composante y2. Ainsi, la réflexion une onde de flexion se propageant depuis la plaque 4 vers le dispositif 1 peut être limitée ou annulée. De préférence, la plaque 4 est un vitrage 12. L'usinage d'un vitrage 12 est une opération complexe et coûteuse. En particulier, l'usinage un trou noir acoustique peut être complexe, notamment en raison du profil de la partie d'isolation acoustique 2 du trou noir acoustique. Ainsi, il est possible d'améliorer l'isolation acoustique du vitrage 12, en le montant fixe sur un dispositif 1 , sans avoir à usiner le vitrage 12. De préférence, le vitrage 12 comprends au moins une feuille de verre minéral. En effet, une feuille de verre minérale peut être requise dans de nombreux types de vitrages 12, bien qu'elle soit difficile à usiner. Le vitrage 12 peut être un vitrage feuilleté ou monolithe.
Lorsque le vitrage 12 comprend une feuille de verre minéral, le premier matériau peut être de l'aluminium, et la deuxième épaisseur h2 est égale à la troisième épaisseur h3. En effet la partie réelle du module d'Young E'1, le coefficient de poisson vi et la densité pi de l'aluminium permettent, au regard de la partie réelle du module de Young E'1, du coefficient de poisson v2 et de la densité ρ2 du verre minéral, de vérifier la relation entre la première composante yi et la deuxième composante y2 pour une deuxième épaisseur h2 égale à une troisième épaisseur h3. Ainsi, il est possible de fabriquer un dispositif 1 en aluminium et ainsi faciliter l'usinage du ou des trous noirs acoustiques tout en limitant l'augmentation de la masse de l'ensemble 13.
Lorsque le vitrage 12 comprend une feuille de verre minéral, le premier matériau peut être un matériau polymère, préférentiellement de la résine, et la deuxième épaisseur h2 est strictement supérieure à la troisième épaisseur h3. En effet la partie réelle du module d'Young E'1, le coefficient de poisson vi et la densité ρ1 des matériaux polymères permettent, au regard de la partie réelle du module de Young E'1, du coefficient de poisson v2 et de la densité pi du verre minéral, de vérifier la relation entre la première composante yi et la deuxième composante Y2 pour une deuxième épaisseur h2 strictement supérieure à une troisième épaisseur h3. Ainsi, il est possible de fabriquer un dispositif 1 dans un premier matériau polymère et ainsi faciliter l'usinage du ou des trous noirs acoustiques, tout en limitant l'augmentation de la masse de l'ensemble 13.
La plaque 4 peut également être choisie parmi un plafond et une cloison, de préférence une cloison en gypse. Ainsi, il est possible d'améliorer l'isolation acoustique d'un plafond ou d'une cloison sans les modifier.
En référence à la figure 8 et à la figure 9, le vitrage 12 peut être un vitrage 12 latéral de véhicule automobile. De préférence, l'ensemble 13 comprend des moyens de fixation à une portière du véhicule automobile, de sorte que le dispositif 1 est agencé dans la portière en dehors de la portion de ceinture quand l'ensemble 13 est fixé à la portière. Dans ce cas, le dispositif 1 est configuré pour être agencé sous un joint lécheur de la portière. En référence à la figure 8, la partie d'isolation acoustique 2 peut former un amincissement du dispositif 1 depuis la partie de montage 3 jusqu'à la bordure latérale 9. En référence à la figure 9, la partie d'isolation acoustique 2 peut comprendre un réseau d'évidements 7 dans le premier matériau.
La figure 10 illustre une moyenne de l'accélération d'un vitrage 12 selon une direction suivant l'épaisseur du vitrage 12, en fonction de la fréquence d'une onde acoustique incidente au vitrage 12. Le vitrage 12 est en verre minéral. Le vitrage 12 présente une épaisseur égale à 4 mm, une longueur selon la direction principale 6 égale à 300 mm et une largeur égale à 60 mm. La courbe (a) illustre une moyenne de l'accélération du vitrage 12 en l'absence de dispositif 1. La courbe (b) illustre une moyenne de l'accélération du vitrage 12, le vitrage 12 étant monté fixe à un dispositif 1 selon un mode de réalisation de l'invention, en résine, en l'absence de dissipateur 8. La courbe (c) illustre une moyenne de l'accélération du vitrage 12, le vitrage 12 étant monté fixe à un dispositif 1 selon un mode de réalisation de l'invention, en résine, comprenant un dissipateur 8.
La figure 11 illustre une simulation numérique par la méthode des éléments finis d'un isolement acoustique d'un vitrage 12, en fonction de la fréquence d'une onde acoustique incidente. La courbe (d) illustre un isolement acoustique d'un vitrage 12 feuilleté, comprenant une couche d'amortissement présentant un facteur de perte égal à 1%, en l'absence de dispositif 1 . La courbe (e) illustre un isolement acoustique d'un vitrage 12 feuilleté, comprenant une couche d'amortissement présentant un facteur de perte égal à 15%, en l'absence de dispositif 1. La courbe (f) illustre un isolement acoustique d'un vitrage 12 feuilleté, comprenant une couche d'amortissement présentant un facteur de perte égal à 1%, le vitrage 12 étant monté fixe à un dispositif 1 en aluminium. La courbe (g) illustre un isolement acoustique d'un vitrage 12 feuilleté, comprenant une couche d'amortissement présentant un facteur de perte égal à 1%, le vitrage 12 étant monté fixe à un dispositif 1 en résine.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (1 ) pour l'isolation acoustique d'une plaque (4), comprenant une partie d'isolation acoustique (2) et une partie de montage (3), le dispositif étant caractérisé en ce que :
- la partie de montage (3) est configurée pour être montée fixe sur une bordure (11 ) de la plaque (4), la partie de montage (3) étant montée fixe à la partie d'isolation acoustique (2) et présentant une deuxième épaisseur h2 en contact avec la partie d'isolation acoustique (2), - la partie d'isolation acoustique (2) est formée par un premier matériau, et s'étend le long d'une première longueur / selon une première direction principale (6), la partie d'isolation acoustique (2) présentant une première épaisseur hi du premier matériau selon une direction perpendiculaire à la première direction principale (6), la première épaisseur hi variant, en fonction d'une coordonnée x, le long de la première longueur /, proportionnellement à une valeur de xn, où n est un nombre réel strictement supérieur à 1 , depuis une épaisseur minimale h1min jusqu'à la deuxième épaisseur h2, la première longueur / étant prédéterminée de sorte que l'épaisseur minimale h1min soit inférieure ou égale à un tiers de la deuxième épaisseur h2.
2. Dispositif (1 ) selon la revendication précédente, le dispositif comprenant une bordure latérale (9), dans lequel la partie d'isolation acoustique (2) forme un amincissement du dispositif (1 ) depuis la partie de montage (3) jusqu'à la bordure latérale (9), et dans lequel n est préférentiellement un nombre réel supérieur ou égal à 2.
3. Dispositif (1 ) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la partie d'isolation acoustique (2) présente au moins un évidement (7) dans le premier matériau, et n est préférentiellement un nombre réel supérieur ou égal à 5/3, un ajour (17) étant préférentiellement formé au centre de l'évidement (7).
4. Dispositif (1 ) selon l'une des revendications précédentes, comprenant un dissipateur (8) viscoélastique, dans lequel le dissipateur (8) est monté fixe en contact avec au moins une partie de la partie d'isolation acoustique (2), le dissipateur (8) étant formé par un matériau présentant un premier facteur de perte n1 strictement supérieur à 0,05, notamment strictement supérieur à 0,10, et préférentiellement strictement supérieur à 0,15.
5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la partie de montage (3) forme un logement (10) apte à recevoir une bordure (11 ) de la plaque (4).
6. Ensemble (13) comprenant un dispositif (1 ) selon l'une des revendications 1 à 5, et une plaque (4) présentant une bordure (11 ), dans lequel la partie de montage (3) est montée fixe sur la bordure (11 ) de la plaque (4).
7. Ensemble (13) selon la revendication 6, dans lequel le premier matériau présente une partie réelle du premier module d'Young E'1, une première densité ρ1, et un premier coefficient de poisson vi, et dans lequel la partie de montage (3) présente une première composante yi de vitesse de phase d'une onde de flexion définie par et dans lequel la plaque (4) présente une troisième épaisseur h3, une partie réelle du deuxième module d'Young E'2, une deuxième densité P et un deuxième coefficient de poisson v2, définissant une deuxième composante y2 de vitesse de phase d'une onde de flexion définie par et dans lequel la différence entre la première composante yi et entre la deuxième composante y2 est inférieure à 20% de la deuxième composante y2, et préférentiellement est inférieure à 10% de la deuxième composante y2.
8. Ensemble (13) selon la revendication 6 ou 7, dans lequel la plaque (4) est un vitrage (12).
9. Ensemble (13) selon la revendication 8, dans lequel le vitrage (12) comprend au moins une feuille de verre minéral.
10. Ensemble (13) selon la revendication 9, dans lequel le vitrage (12) est un vitrage feuilleté.
11. Ensemble (13) selon l'une des revendication 7 à 10, dans lequel la plaque (4) est un vitrage (12) comprenant une feuille de verre minéral, et dans lequel le premier matériau du dispositif (1 ) comprend de l'aluminium, la deuxième épaisseur h2 étant égale à la troisième épaisseur h3.
12. Ensemble (13) selon l'une des revendication 7 à 10, dans lequel la plaque
(4) est un vitrage (12) comprenant une feuille de verre minéral, et dans lequel le premier matériau du dispositif (1 ) comprend un matériau polymère, la deuxième épaisseur étant strictement supérieure à la troisième épaisseur h3.
13. Procédé de fabrication d'un ensemble (13) comprenant un dispositif (1 ) selon l'une des revendications 1 à 5, et une plaque (4) présentant une bordure (11 ), le procédé comprenant une étape de fixation de la partie de montage (3) sur une bordure de la plaque (4).
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